Pfauenfedern funktionieren wie Laser

Spektrum der Wissenschaft

6.8.2025

Blaue Pfauen gelten als sehr prächtige Vögel: Vor allem ihre Schwanzfedern beeindrucken. Nun zeigt sich, dass diese auch besondere physikalische Eigenschaften haben.

Pfauenmännchen setzen auf prächtige Farben und ein eindrucksvolles Rad aus aufgestellten Schwanzfedern, um Weibchen zu überzeugen – für sich genommen schon ein Schauspiel. Doch in den strahlenden Farben der Schwanzfedern verbirgt sich noch ein bislang unbekanntes Detail: Winzige, reflektierende Strukturen können einfallendes Licht wie ein Laser bündeln, berichtet ein Team um Anthony Fiorito III von der Florida Polytechnic University in Lakeland.

Laserstrahlen entstehen, wenn ein Medium (oft ein Farbstoff) mit Energie angeregt wird, wodurch die Elektronen in den Atomen des Mediums auf ein höheres Energieniveau gehoben werden. Fallen diese Teilchen dann in niedrigere Energiezustände zurück, geben sie ihre Energie in Form von Photonen wieder ab. Das Besondere: Die Lichtquanten haben alle dieselbe Wellenlänge und können wiederum angeregte Atome des Mediums dazu bringen, ebenfalls Photonen abzugeben. In einem Laser werden die ausgestrahlten Photonen durch Spiegel in einem Hohlraum hin- und herreflektiert, wodurch sich die Lichtstrahlen verstärken und ein gebündelter Laserstrahl einer bestimmten Wellenlänge entsteht.

Einen ähnlichen Vorgang konnten Fiorito III und seine Arbeitsgruppe mit Pfauenfedern umsetzen: Sie tränkten die Augenflecken der Schwanzfedern regelmässig in einer Farbstofflösung und bestrahlten sie dann mit einer Lichtquelle. Die Struktur der Federn bildet einen reflektierenden Hohlraum, der das entstehende Licht hin- und herspiegelt und es zu einem Strahl bündelt. Dadurch gaben die Federn winzige Strahlen an gelb-grünem Laserlicht ab, das die Wissenschaftler nachweisen konnten. Mit dem blossen Auge sind diese Strahlen jedoch nicht zu sehen, die zudem mit zwei unterschiedlichen Wellenlängen austreten.

Überrascht hatte die Forschenden, dass unterschiedlich gefärbte Bereiche der Augenflecken der Pfaue die gleiche Wellenlänge emittierten, denn sie dürften sich in ihrer Mikrostruktur unterscheiden. Ob das Laserlicht eine Rolle bei der Balz spielt, ist noch unklar: Vogelaugen können Lichtspektren wahrnehmen, die das menschliche Auge nicht erkennt. Inwieweit dies auch für das Laserlicht gilt, muss erst getestet werden.

Das leuchtende Blau und Grün der Tiere geht jedenfalls auf sogenannte Strukturfarben zurück und wird nicht durch in Federn eingelagerte Pigmente verursacht. Geordnete Mikrostrukturen in den Federn reflektieren das Licht in bestimmten Wellenlängen und sorgen neben der Farbenpracht auch für das charakteristische Schillern der Tiere, das menschliche Beobachter ebenso fasziniert.

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